JP6913282B2 - Semi-conductive roller - Google Patents
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Description
本発明は、半導電性ローラに関するものである。 The present invention relates to a semi-conductive roller.
電子写真法を利用した画像形成装置においては、コロナ放電に比べて低い電圧で感光体の表面を帯電できることから、帯電方式として、感光体の表面に、帯電ローラを直接に接触させて帯電させる接触帯電方式が普及しつつある。
また、電子写真法を利用した画像形成装置においては、現像方式として非磁性1成分現像方式が主流になりつつある。
In an image forming apparatus using an electrophotographic method, the surface of a photoconductor can be charged with a voltage lower than that of a corona discharge. Therefore, as a charging method, a charging roller is directly contacted with the surface of the photoconductor to charge the photoconductor. The charging method is becoming widespread.
Further, in an image forming apparatus using an electrophotographic method, a non-magnetic one-component developing method is becoming mainstream as a developing method.
非磁性1成分現像方式では、トナーを、現像ローラとトナー量規制ブレードとの間を通過させて摩擦帯電させながら現像ローラの表面に担持させることで、当該表面にトナー層を形成する。次いで、形成したトナー層を、静電潜像を形成した感光体の表面に直接に接触させることで、トナーを、トナー層から静電潜像に選択的に移行させてトナー像に現像する。あるいはトナー層と感光体の表面とを、非接触の状態を維持しながら近接させることで、トナーを、トナー層から静電潜像に選択的に移行(飛翔)させて、トナー像に現像する場合もある。 In the non-magnetic one-component developing method, a toner layer is formed on the surface of the developing roller by passing the toner between the developing roller and the toner amount regulating blade and supporting it on the surface of the developing roller while being triboelectrically charged. Next, the formed toner layer is brought into direct contact with the surface of the photoconductor on which the electrostatic latent image is formed, so that the toner is selectively transferred from the toner layer to the electrostatic latent image and developed into a toner image. Alternatively, by bringing the toner layer and the surface of the photoconductor close to each other while maintaining a non-contact state, the toner is selectively transferred (flyed) from the toner layer to the electrostatic latent image and developed into a toner image. In some cases.
上記帯電ローラや現像ローラとしては、特に、感光体の表面との当接のニップを十分に確保して、それぞれのローラとしての機能を良好に発現させるために、半導電性のゴム組成物を筒状に成形して架橋させたローラ本体を備えた、半導電性ローラが好適に用いられる。
また半導電性ローラのローラ抵抗値を、上記帯電ローラや現像ローラとして適した範囲に調整するため、ゴム組成物のもとになるゴムとしては、例えばエピクロルヒドリンゴム等のイオン導電性ゴムを使用する場合がある。
As the charging roller and the developing roller, in particular, a semi-conductive rubber composition is used in order to sufficiently secure a nip for contact with the surface of the photoconductor and to satisfactorily exhibit the function as each roller. A semi-conductive roller provided with a roller body formed into a tubular shape and crosslinked is preferably used.
Further, in order to adjust the roller resistance value of the semi-conductive roller to a range suitable for the charging roller and the developing roller, an ion conductive rubber such as epichlorohydrin rubber is used as the base rubber of the rubber composition. In some cases.
またゴムとしては、ゴム組成物に良好な加工性を付与したり、成形し、架橋させて形成したローラ本体の機械的強度や耐久性等を向上したり、あるいはローラ本体にゴムとしての良好な特性、すなわち柔軟で、しかも圧縮永久ひずみが小さくヘタリを生じにくい特性を付与したりするため、イオン導電性ゴムとともに、ジエン系ゴムを併用する場合もある。 Further, as rubber, good workability is imparted to the rubber composition, the mechanical strength and durability of the roller body formed by molding and cross-linking are improved, or the roller body is good as rubber. In some cases, a diene-based rubber is used together with the ionic conductive rubber in order to impart characteristics, that is, a characteristic that is flexible and has a small compression set and is less likely to cause settling.
ところが、ゴム組成物からなるローラ本体の外周面は摩擦係数が大きいため、当該ローラ本体を備えた半導電性ローラを、例えば帯電ローラとして使用した場合には、感光体の表面に残留したトナーや、あるいはトナーの流動性、帯電性等を改善するべくトナーに外添されるシリカや酸化チタン等の外添剤がローラ本体の外周面に付着し、蓄積されて、形成画像に、帯電の不均一による縦スジ状や点状の濃度ムラを生じる場合がある。また、直接に接触する感光体の表面に影響を及ぼすおそれもある。 However, since the outer peripheral surface of the roller body made of the rubber composition has a large friction coefficient, when a semi-conductive roller provided with the roller body is used as a charging roller, for example, toner remaining on the surface of the photoconductor or the like Or, an external agent such as silica or titanium oxide, which is externally added to the toner to improve the fluidity and chargeability of the toner, adheres to and accumulates on the outer peripheral surface of the roller body, and the formed image is not charged. Vertical streaks or spot-like density unevenness may occur due to uniformity. It may also affect the surface of the photoconductor that comes into direct contact with it.
そのため帯電ローラにおいては、ローラ本体の外周面の低摩擦化を図るべく、当該外周面をコーティング膜で被覆することが検討されている(例えば特許文献1等参照)。
一方、ゴム組成物からなり、外周面の摩擦係数が大きいローラ本体を備えた半導電性ローラを、例えば現像ローラとして、トナー量規制ブレードと組み合わせてトナーを摩擦帯電させると、摩擦によってトナーが粉砕されて、形成画像がガサつくおそれがある。
Therefore, in the charging roller, in order to reduce the friction of the outer peripheral surface of the roller body, it is studied to coat the outer peripheral surface with a coating film (see, for example, Patent Document 1 and the like).
On the other hand, when a semi-conductive roller made of a rubber composition and having a roller body having a large coefficient of friction on the outer peripheral surface is used as a developing roller in combination with a toner amount regulating blade to frictionally charge the toner, the toner is crushed by friction. There is a risk that the formed image will be rough.
また外添剤の微小粒子が、摩擦によってトナー粒子中に埋没し、トナーの流動性が損なわれて、形成画像に濃度ムラを生じたり、トナー量規制ブレードが、いわゆるスリップスティックを起こして、形成画像に縦スジ状の濃度ムラを生じたりする場合がある。
またローラ本体の外周面の両端部は、当該外周面に担持させたトナーが、現像ローラを組み込んだ現像装置の外へ漏出するのを防止するべく、シール部材によってシールされる場合がある。シール部材は、例えばフェルト等によって形成され、現像装置の筐体等に固定された状態で、回転する現像ローラの、ローラ本体の外周面の両端部に摺接される。
In addition, the fine particles of the external additive are buried in the toner particles by friction, impairing the fluidity of the toner and causing density unevenness in the formed image, or the toner amount regulating blade causes a so-called slip stick to form. Vertical streaks of density unevenness may occur in the image.
Further, both ends of the outer peripheral surface of the roller body may be sealed by a sealing member in order to prevent the toner carried on the outer peripheral surface from leaking to the outside of the developing apparatus incorporating the developing roller. The seal member is formed of, for example, felt or the like, and is fixed to the housing of the developing apparatus or the like, and is slidably contacted with both ends of the outer peripheral surface of the rotating developing roller.
ところが画像形成を繰り返すと、シール部材によってシールされたはずの両端部からトナーが漏れやすくなる。この原因は、ローラ本体の外周面の両端部の付近が、シール部材との摺接によって摩耗して、当該シール部材との間に隙間を生じることにある。
そこで、現像ローラにおいても、ローラ本体の外周面の低摩擦化を図ってこれらの不良が生じるのを抑制するべく、当該外周面をコーティング膜で被覆することが検討されている(例えば特許文献2等参照)。
However, when image formation is repeated, toner tends to leak from both ends that should have been sealed by the sealing member. The cause of this is that the vicinity of both ends of the outer peripheral surface of the roller body is worn by the sliding contact with the seal member, and a gap is generated between the roller body and the seal member.
Therefore, also in the developing roller, in order to reduce the friction of the outer peripheral surface of the roller body and suppress the occurrence of these defects, it is studied to coat the outer peripheral surface with a coating film (for example, Patent Document 2). Etc.).
ところがコーティング膜は、そのもとになるバインダ樹脂を含む液状のコーティング剤を、スプレー法、ディッピング法等の塗布方法によってローラ本体の外周面に塗布したのち、乾燥させて形成されるため、上記形成過程においてホコリ等の異物の混入、厚みムラの発生等の様々な不良を生じやすいという課題がある。
また、コーティング剤を調製するには、バインダ樹脂を溶解する有機溶剤が必要であるが、有機溶剤の使用は環境に対する負荷が大きく、近年の低VOC(揮発性有機化合物)化の流れに逆行することになるという課題もある。
However, the coating film is formed by applying a liquid coating agent containing a binder resin, which is the basis of the coating film, to the outer peripheral surface of the roller body by a coating method such as a spray method or a dipping method, and then drying the coating film. In the process, there is a problem that various defects such as foreign matter such as dust and uneven thickness are likely to occur.
Further, in order to prepare a coating agent, an organic solvent that dissolves the binder resin is required, but the use of the organic solvent has a large burden on the environment and goes against the recent trend toward low VOC (volatile organic compounds). There is also the issue of becoming different.
さらに、バインダ樹脂の種類によってはコーティング膜が硬くなって、当該コーティング膜が厚みを有することと相まって、感光体の表面が傷ついたりしやすいという課題もある。
本発明の目的は、コーティング膜を省略した簡単な構造を維持しながら、なおかつ現状よりも外周面が低摩擦化されたローラ本体を備えた半導電性ローラを提供することにある。
Further, depending on the type of binder resin, there is also a problem that the coating film becomes hard and the surface of the photoconductor is easily damaged due to the thickness of the coating film.
An object of the present invention is to provide a semi-conductive roller provided with a roller body having a lower outer peripheral surface than the current state while maintaining a simple structure in which a coating film is omitted.
本発明は、ゴムとしてのエピクロルヒドリンゴムおよびジエン系ゴム、ならびにポリプロピレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレン−アクリル酸エチル共重合樹脂、エチレン−メタクリル酸メチル共重合樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、および(メタ)アクリル酸アルキルエステル共重合物からなる群より選ばれた少なくとも1種の樹脂を構成する繰り返し単位を分子中に含むシリコーン系共重合体、を含むゴム組成物の架橋物からなるローラ本体を備えた半導電性ローラである。 The present invention includes epichlorohydrin rubber and diene rubber as rubber, and polypropylene, low-density polyethylene, linear low-density polyethylene, ethylene-ethyl acrylate copolymer resin, ethylene-methyl methacrylate copolymer resin, and ethylene-vinyl acetate. Cross-linking of a rubber composition containing a copolymer resin and a silicone-based copolymer containing a repeating unit constituting at least one resin selected from the group consisting of (meth) acrylic acid alkyl ester copolymers in the molecule. It is a semi-conductive roller equipped with a roller body made of an object.
本発明によれば、コーティング膜を省略した簡単な構造を維持しながら、なおかつ現状よりも外周面が低摩擦化されたローラ本体を備えた半導電性ローラを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a semi-conductive roller provided with a roller body having a lower outer peripheral surface than the current state while maintaining a simple structure in which a coating film is omitted.
本発明は、ゴムとしてのエピクロルヒドリンゴムおよびジエン系ゴム、ならびにポリプロピレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレン−アクリル酸エチル共重合樹脂、エチレン−メタクリル酸メチル共重合樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、および(メタ)アクリル酸アルキルエステル共重合物からなる群より選ばれた少なくとも1種の樹脂を構成する繰り返し単位を分子中に含むシリコーン系共重合体、を含むゴム組成物の架橋物からなるローラ本体を備えた半導電性ローラである。
本発明によれば、例えば黒鉛や二硫化モリブデンなどの、ゴム用の通常の固体潤滑剤に比べて摩擦係数の低減効果に優れるものの、極性が低いため上記ゴムに相溶しないシリコーンの分子中に、当該ゴムとの相溶性のよい上記少なくとも1種の樹脂を構成する繰り返し単位を導入することで、上記摩擦係数の良好な低減効果を維持しながら、ゴムとの相溶性を向上したシリコーン系共重合体を得ることができる。
The present invention includes epichlorohydrin rubber and diene rubber as rubber, and polypropylene, low-density polyethylene, linear low-density polyethylene, ethylene-ethyl acrylate copolymer resin, ethylene-methyl methacrylate copolymer resin, and ethylene-vinyl acetate. Cross-linking of a rubber composition containing a copolymer resin and a silicone-based copolymer containing a repeating unit constituting at least one resin selected from the group consisting of (meth) acrylic acid alkyl ester copolymers in the molecule. It is a semi-conductive roller equipped with a roller body made of an object.
According to the present invention, although the effect of reducing the coefficient of friction is superior to that of ordinary solid lubricants for rubber such as graphite and molybdenum disulfide, the polarity is low, so that the silicone molecules are incompatible with the rubber. By introducing a repeating unit constituting at least one of the above resins having good compatibility with the rubber, the silicone-based resin having improved compatibility with the rubber while maintaining a good effect of reducing the coefficient of friction. A polymer can be obtained.
そのため、上記シリコーン系共重合体をゴム組成物中に配合することにより、当該ゴム組成物の架橋物からなるローラ本体の、ゴムとしての良好な特性を損なうことなしに、当該ローラ本体の外周面を、現状に比べて低摩擦化できる。
すなわち本発明によれば、前述した種々の問題を生じるおそれのあるコーティング膜を省略した簡単な構造を維持しながら、なおかつ現状よりも外周面が低摩擦化されたローラ本体を備えた半導電性ローラを提供できる。
Therefore, by blending the silicone-based copolymer in the rubber composition, the outer peripheral surface of the roller body without impairing the good properties of the roller body made of the crosslinked product of the rubber composition as rubber. Can reduce friction compared to the current situation.
That is, according to the present invention, the semi-conductive structure is provided with a roller body having a roller body whose outer peripheral surface is lower than the current state while maintaining a simple structure in which the coating film which may cause various problems described above is omitted. Rollers can be provided.
そして、かかる本発明の半導電性ローラを、例えば帯電ローラとして使用して画像を形成した場合には、感光体の表面に残留したトナーや外添剤がローラ本体の外周面に付着し、蓄積されて、形成画像に、帯電の不均一による縦スジ状や点状の濃度ムラを生じたり、直接に接触する感光体の表面に影響を及ぼしたりするのを抑制して、良好な画像を形成することが可能となる。 When the semi-conductive roller of the present invention is used as a charging roller, for example, to form an image, the toner and the external additive remaining on the surface of the photoconductor adhere to the outer peripheral surface of the roller body and accumulate. Therefore, a good image is formed by suppressing the occurrence of vertical streaks or dot-like density unevenness due to non-uniform charging or affecting the surface of the photoconductor in direct contact with the formed image. It becomes possible to do.
また本発明の半導電性ローラを、例えば現像ローラとして使用して画像を形成した場合には、摩擦によってトナーが粉砕されて形成画像がガサついたり、外添剤の微小粒子がトナー粒子中に埋没し、トナーの流動性が損なわれて形成画像の濃度ムラを生じたり、トナー量規制ブレードがスリップスティックを起こして形成画像に縦スジ状の濃度ムラを生じたり、画像形成を繰り返した際に、シール部材によってシールされた両端部が摩耗してトナーの漏れが発生したりするのを抑制して、良好な画像を形成することが可能となる。 Further, when an image is formed by using the semi-conductive roller of the present invention as a developing roller, for example, the toner is crushed by friction and the formed image becomes rough, or fine particles of an external additive are contained in the toner particles. When the toner is buried and the fluidity of the toner is impaired to cause uneven density of the formed image, or when the toner amount regulating blade causes a slip stick to cause vertical streak-like density unevenness in the formed image, or when image formation is repeated. It is possible to suppress the occurrence of toner leakage due to wear of both ends sealed by the sealing member, and to form a good image.
《ゴム組成物》
〈ゴム〉
ゴムは、上述したようにエピクロルヒドリンゴム、およびジエン系ゴムを含む。
(エピクロルヒドリンゴム)
エピクロルヒドリンゴムとしては、繰り返し単位としてエピクロルヒドリンを含み、イオン導電性を有する種々の重合体が使用可能である。
<< Rubber composition >>
<Rubber>
The rubber includes epichlorohydrin rubber and diene-based rubber as described above.
(Epichlorohydrin rubber)
As the epichlorohydrin rubber, various polymers containing epichlorohydrin as a repeating unit and having ionic conductivity can be used.
エピクロルヒドリンゴムとしては、例えばエピクロルヒドリン単独重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド二元共重合体(ECO)、エピクロルヒドリン−プロピレンオキサイド二元共重合体、エピクロルヒドリン−アリルグリシジルエーテル二元共重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体(GECO)、エピクロルヒドリン−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル四元共重合体等の1種または2種以上が挙げられる。 Examples of the epichlorohydrin rubber include epichlorohydrin homopolymer, epichlorohydrin-ethylene oxide binary copolymer (ECO), epichlorohydrin-propylene oxide binary copolymer, epichlorohydrin-allyl glycidyl ether binary copolymer, and epichlorohydrin-ethylene oxide-. One or more of allyl glycidyl ether ternary copolymer (GECO), epichlorohydrin-propylene oxide-allyl glycidyl ether ternary copolymer, epichlorohydrin-ethylene oxide-propylene oxide-allyl glycidyl ether quaternary copolymer, etc. Can be mentioned.
中でもジエン系ゴムと併用した際に、例えば帯電ローラや現像ローラとしての使用に適した範囲まで半導電性ローラのローラ抵抗値を低下させる効果の点で、エチレンオキサイドを含む共重合体、特にECOおよび/またはGECOが好ましい。
上記両共重合体におけるエチレンオキサイド含量は、いずれも30モル%以上、特に50モル%以上であるのが好ましく、80モル%以下であるのが好ましい。
Among them, copolymers containing ethylene oxide, especially ECO, are effective in reducing the roller resistance value of the semi-conductive roller to a range suitable for use as a charging roller or a developing roller when used in combination with a diene rubber. And / or GECO is preferred.
The ethylene oxide content of both of the above copolymers is preferably 30 mol% or more, particularly preferably 50 mol% or more, and preferably 80 mol% or less.
エチレンオキサイドは、半導電性ローラのローラ抵抗値を下げる働きをする。しかしエチレンオキサイド含量がこの範囲未満では、かかる働きが十分に得られないため、ローラ抵抗値を十分に低下できないおそれがある。
一方、エチレンオキサイド含量が上記範囲を超える場合には、エチレンオキサイドの結晶化が起こり、分子鎖のセグメント運動が妨げられるため、逆に半導電性ローラのローラ抵抗値が上昇する傾向がある。また架橋後のローラ本体が硬くなりすぎたり、架橋前のゴム組成物の、加熱溶融時の粘度が上昇してゴム組成物の加工性が低下したりするおそれもある。
Ethylene oxide acts to reduce the roller resistance of semi-conductive rollers. However, if the ethylene oxide content is less than this range, such an action cannot be sufficiently obtained, so that the roller resistance value may not be sufficiently reduced.
On the other hand, when the ethylene oxide content exceeds the above range, crystallization of ethylene oxide occurs and the segment movement of the molecular chain is hindered, so that the roller resistance value of the semi-conductive roller tends to increase. Further, the roller body after cross-linking may become too hard, or the viscosity of the rubber composition before cross-linking at the time of heating and melting may increase and the processability of the rubber composition may decrease.
ECOにおけるエピクロルヒドリン含量は、エチレンオキサイド含量の残量である。すなわち、エピクロルヒドリン含量は20モル%以上であるのが好ましく、70モル%以下、特に50モル%以下であるのが好ましい。
また、GECOにおけるアリルグリシジルエーテル含量は0.5モル%以上、特に2モル%以上であるのが好ましく、10モル%以下、特に5モル%以下であるのが好ましい。
The epichlorohydrin content in ECO is the remaining amount of ethylene oxide content. That is, the epichlorohydrin content is preferably 20 mol% or more, preferably 70 mol% or less, and particularly preferably 50 mol% or less.
The allyl glycidyl ether content in GECO is preferably 0.5 mol% or more, particularly preferably 2 mol% or more, and preferably 10 mol% or less, particularly 5 mol% or less.
アリルグリシジルエーテルは、それ自体が側鎖として自由体積を確保するために機能することにより、エチレンオキサイドの結晶化を抑制して、半導電性ローラのローラ抵抗値を低下させる働きをする。しかし、アリルグリシジルエーテル含量がこの範囲未満では、かかる働きが十分に得られないため、ローラ抵抗値を十分に低下できないおそれがある。
一方、アリルグリシジルエーテルはGECOの架橋時に架橋点として機能するため、アリルグリシジルエーテル含量が上記の範囲を超える場合には、GECOの架橋密度が高くなりすぎることによって分子鎖のセグメント運動が妨げられて、却ってローラ抵抗値が上昇する傾向がある。
The allyl glycidyl ether itself functions as a side chain to secure a free volume, thereby suppressing the crystallization of ethylene oxide and lowering the roller resistance value of the semi-conductive roller. However, if the allyl glycidyl ether content is less than this range, such an action cannot be sufficiently obtained, so that the roller resistance value may not be sufficiently reduced.
On the other hand, since allyl glycidyl ether functions as a cross-linking point during cross-linking of GECO, when the allyl glycidyl ether content exceeds the above range, the cross-linking density of GECO becomes too high and the segment movement of the molecular chain is hindered. On the contrary, the roller resistance value tends to increase.
GECOにおけるエピクロルヒドリン含量は、エチレンオキサイド含量、およびアリルグリシジルエーテル含量の残量である。すなわち、エピクロルヒドリン含量は10モル%以上、特に19.5モル%以上であるのが好ましく、69.5モル%以下、特に60モル%以下であるのが好ましい。
なおGECOとしては、先に説明した3種の単量体を共重合させた狭義の意味での共重合体の他に、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合体(ECO)をアリルグリシジルエーテルで変性した変性物も知られており、本発明ではこのいずれのGECOも使用可能である。
これらエピクロルヒドリンゴムの1種または2種以上を使用できる。
The epichlorohydrin content in GECO is the remaining amount of ethylene oxide content and allyl glycidyl ether content. That is, the epichlorohydrin content is preferably 10 mol% or more, particularly preferably 19.5 mol% or more, and preferably 69.5 mol% or less, particularly 60 mol% or less.
As GECO, in addition to the copolymer in a narrow sense obtained by copolymerizing the three types of monomers described above, modification of epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer (ECO) modified with allyl glycidyl ether. Also known, any of these GECOs can be used in the present invention.
One or more of these epichlorohydrin rubbers can be used.
(ジエン系ゴム)
前述したようにジエン系ゴムは、ゴム組成物に良好な加工性を付与したり、ローラ本体の機械的強度や耐久性等を向上したり、あるいはローラ本体にゴムとしての良好な特性、すなわち柔軟で、しかも圧縮永久ひずみが小さくヘタリを生じにくい特性を付与したりするために機能する。
(Diene rubber)
As described above, the diene-based rubber imparts good workability to the rubber composition, improves the mechanical strength and durability of the roller body, or gives the roller body good properties as rubber, that is, flexibility. Moreover, it functions to impart the property that the compression set is small and the settling is hard to occur.
また、ローラ本体の外周面に酸化膜を形成する場合があるが、ジエン系ゴムは、当該紫外線照射によって酸化されて、上記酸化膜を形成する材料ともなる。
ジエン系ゴムとしては、例えば天然ゴム、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、クロロプレンゴム(CR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)等の1種または2種以上が挙げられる。
中でも、SBRを単独でエピクドルヒドリンゴムと併用するか、あるいはSBR、CRおよびNBRの3種をエピクロルヒドリンゴムと併用するのが好ましい。
Further, although an oxide film may be formed on the outer peripheral surface of the roller body, the diene rubber is oxidized by the ultraviolet irradiation and becomes a material for forming the oxide film.
As the diene rubber, for example, one or more kinds of natural rubber, isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), styrene butadiene rubber (SBR), chloroprene rubber (CR), acrylonitrile butadiene rubber (NBR) and the like are used. Can be mentioned.
Among them, it is preferable to use SBR alone with epichlorohydrin rubber, or to use three types of SBR, CR and NBR together with epichlorohydrin rubber.
(SBR)
SBRとしては、スチレンと1,3−ブタジエンとを乳化重合法、溶液重合法等の種々の重合法によって共重合させて合成され、なおかつ架橋性を有する種々のSBRが、いずれも使用可能である。
(SBR)
As the SBR, various SBRs synthesized by copolymerizing styrene and 1,3-butadiene by various polymerization methods such as an emulsion polymerization method and a solution polymerization method and having crosslinkability can be used. ..
またSBRとしては、スチレン含量によって分類される高スチレンタイプ、中スチレンタイプ、および低スチレンタイプのSBRが、いずれも使用可能である。
さらにSBRとしては、伸展油を加えて柔軟性を調整した油展タイプのものと、加えない非油展タイプのものとがあるが、半導電性ローラを帯電ローラや現像ローラとして使用する場合は、トナーや感光体の汚染を防止するために、ブリード物質となりうる伸展油を含まない、非油展タイプのSBRを用いるのが好ましい。
これらSBRの1種または2種以上を使用できる。
As the SBR, high styrene type, medium styrene type, and low styrene type SBR classified according to the styrene content can be used.
Further, there are two types of SBR, one is an oil-extending type in which the flexibility is adjusted by adding spreading oil, and the other is a non-oil-extending type in which no spreading oil is added. When a semi-conductive roller is used as a charging roller or a developing roller, In order to prevent contamination of the toner and the photoconductor, it is preferable to use a non-oil-extending type SBR that does not contain spreading oil that can be a bleeding substance.
One or more of these SBRs can be used.
(CR)
CRは、クロロプレンを乳化重合させて合成されるもので、その際に用いる分子量調整剤の種類によって、硫黄変性タイプと非硫黄変性タイプとに分類される。
このうち硫黄変性タイプのCRは、クロロプレンと、分子量調整剤としての硫黄とを共重合させたポリマを、チウラムジスルフィド等で可塑化して所定の粘度に調整することで合成される。
(CR)
CR is synthesized by emulsion polymerization of chloroprene, and is classified into a sulfur-modified type and a non-sulfur-modified type according to the type of molecular weight modifier used at that time.
Of these, the sulfur-modified type CR is synthesized by plasticizing a polymer obtained by copolymerizing chloroprene and sulfur as a molecular weight modifier with thiuram disulfide or the like to adjust the viscosity to a predetermined value.
また非硫黄変性タイプのCRは、例えばメルカプタン変性タイプ、キサントゲン変性タイプ等に分類される。
このうちメルカプタン変性タイプのCRは、例えばn−ドデシルメルカプタン、tert−ドデシルメルカプタン、オクチルメルカプタン等のアルキルメルカプタン類を分子量調整剤として使用すること以外は、硫黄変性タイプのCRと同様にして合成される。
Further, the non-sulfur-modified type CR is classified into, for example, a mercaptan-modified type, a xanthate-modified type, and the like.
Of these, the mercaptan-modified type CR is synthesized in the same manner as the sulfur-modified type CR except that alkyl mercaptans such as n-dodecyl mercaptan, tert-dodecyl mercaptan, and octyl mercaptan are used as molecular weight modifiers. ..
またキサントゲン変性タイプのCRは、アルキルキサントゲン化合物を分子量調整剤として使用すること以外は、やはり硫黄変性タイプのCRと同様にして合成される。
またCRは、その結晶化速度に基づいて、当該結晶化速度が遅いタイプ、中庸であるタイプ、および速いタイプに分類される。
本発明においては、いずれのタイプのCRを用いてもよいが、中でも非硫黄変性タイプで、かつ結晶化速度が遅いタイプのCRが好ましい。
Further, the xanthate-modified type CR is also synthesized in the same manner as the sulfur-modified type CR except that the alkylxanthate compound is used as a molecular weight modifier.
Further, CR is classified into a type having a slow crystallization rate, a type having a moderate crystallization rate, and a type having a high crystallization rate based on the crystallization rate.
In the present invention, any type of CR may be used, but among them, a non-sulfur-modified type CR having a slow crystallization rate is preferable.
またCRとしては、クロロプレンと他の共重合成分との共重合体を用いてもよい。かかる他の共重合成分としては、例えば2,3−ジクロロ−1,3−ブタジエン、1−クロロ−1,3−ブタジエン、スチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、イソプレン、ブタジエン、アクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸、およびメタクリル酸エステル等の1種または2種以上が挙げられる。 Further, as CR, a copolymer of chloroprene and another copolymerization component may be used. Examples of such other copolymerization components include 2,3-dichloro-1,3-butadiene, 1-chloro-1,3-butadiene, styrene, acrylonitrile, methacrylic nitrile, isoprene, butadiene, acrylic acid, and acrylic acid ester. , Methacrylic acid, and methacrylic acid ester and the like.
さらにCRとしては、やはり伸展油を加えて柔軟性を調整した油展タイプのものと、加えない非油展タイプのものとがあるが、半導電性ローラを帯電ローラや現像ローラとして使用する場合は、トナーや感光体の汚染を防止するために、ブリード物質となりうる伸展油を含まない、非油展タイプのCRを用いるのが好ましい。
これらCRの1種または2種以上を使用できる。
Furthermore, there are two types of CR, one is an oil expansion type in which extension oil is added to adjust the flexibility, and the other is a non-oil extension type in which extension oil is not added. When a semi-conductive roller is used as a charging roller or a developing roller. In order to prevent contamination of the toner and the photoconductor, it is preferable to use a non-oil-extending type CR that does not contain a spreading oil that can be a bleeding substance.
One or more of these CRs can be used.
(NBR)
NBRとしては、アクリロニトリル含量が24%以下である低ニトリルNBR、25〜30%である中ニトリルNBR、31〜35%である中高ニトリルNBR、36〜42%である高ニトリルNBR、43%以上である極高ニトリルNBRのいずれを用いてもよい。
(NBR)
The NBR includes low nitrile NBR having an acrylonitrile content of 24% or less, medium nitrile NBR having 25 to 30%, medium and high nitrile NBR having 31 to 35%, and high nitrile NBR having 36 to 42%, and 43% or more. Any of the highest nitrile NBRs may be used.
またNBRとしては、やはり伸展油を加えて柔軟性を調整した油展タイプのものと、加えない非油展タイプのものとがあるが、半導電性ローラを帯電ローラや現像ローラとして使用する場合は、トナーや感光体の汚染を防止するために、ブリード物質となりうる伸展油を含まない、非油展タイプのNBRを用いるのが好ましい。
これらNBRの1種または2種以上を使用できる。
There are two types of NBR, one is an oil expansion type in which extension oil is added to adjust the flexibility, and the other is a non-oil extension type in which extension oil is not added. When a semi-conductive roller is used as a charging roller or a developing roller. In order to prevent contamination of the toner and the photoconductor, it is preferable to use a non-oil-extending type NBR that does not contain spreading oil that can be a bleeding substance.
One or more of these NBRs can be used.
(ゴムの配合割合)
ゴムの配合割合は、半導電性ローラに求められる各種の特性、特にローラ抵抗値やローラ本体の柔軟性等に応じて任意に設定できる。
ただし、エピクロルヒドリンゴムの配合割合は、ゴムの総量100質量部中の15質量部以上、特に30質量部以上であるのが好ましく、90質量部以下、特に80質量部以下であるのが好ましい。
(Rubber mixing ratio)
The mixing ratio of rubber can be arbitrarily set according to various characteristics required for the semi-conductive roller, particularly the roller resistance value and the flexibility of the roller body.
However, the blending ratio of epichlorohydrin rubber is preferably 15 parts by mass or more, particularly preferably 30 parts by mass or more, and preferably 90 parts by mass or less, particularly 80 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the total amount of rubber.
エピクロルヒドリンゴムの配合割合がこの範囲未満では、半導電性ローラのローラ抵抗値を、帯電ローラや現像ローラとしての使用に適した範囲まで十分に低下できないおそれがある。
一方、エピクロルヒドリンゴムの配合割合が上記の範囲を超える場合には、相対的にジエン系ゴムの割合が少なくなるため、ゴム組成物に良好な加工性を付与したり、ローラ本体に、前述したゴムとしての良好な特性を付与したりできないおそれがある。
If the blending ratio of epichlorohydrin rubber is less than this range, the roller resistance value of the semi-conductive roller may not be sufficiently lowered to a range suitable for use as a charging roller or a developing roller.
On the other hand, when the blending ratio of epichlorohydrin rubber exceeds the above range, the ratio of diene-based rubber is relatively small, so that good processability is imparted to the rubber composition or the above-mentioned rubber is applied to the roller body. It may not be possible to impart good characteristics as a rubber.
これに対し、エピクロルヒドリンゴムの配合割合を上記の範囲とすることにより、ジエン系ゴムを併用することによる上記の効果を維持しながら、半導電性ローラのローラ抵抗値を、帯電ローラや現像ローラとしての使用に適した範囲まで十分に低下できる。
ジエン系ゴムの配合割合は、エピクロルヒドリンゴムの残量である。すなわちエピクロルヒドリンゴムの配合割合を所定の範囲に設定し、さらにジエン系ゴムを加えたゴムの総量が100質量部となるように、当該ジエン系ゴムの配合割合を設定すればよい。
On the other hand, by setting the blending ratio of epichlorohydrin rubber in the above range, the roller resistance value of the semi-conductive roller can be set as a charging roller or a developing roller while maintaining the above effect by using the diene rubber together. Can be sufficiently lowered to a range suitable for use.
The compounding ratio of the diene rubber is the remaining amount of epichlorohydrin rubber. That is, the blending ratio of the epichlorohydrin rubber may be set within a predetermined range, and the blending ratio of the diene-based rubber may be set so that the total amount of the rubber to which the diene-based rubber is added is 100 parts by mass.
シリコーン系共重合体〉
シリコーン系共重合体としては、前述したようにその分子中に、ゴムと相溶する下記の少なくとも1種の樹脂を構成する繰り返し単位を含む、種々のシリコーン系の共重合体が使用可能である。
ポリプロピレン(PP)、低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、エチレン−アクリル酸エチル共重合樹脂(EEA)、エチレン−メタクリル酸メチル共重合樹脂(EMMA)、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂(EVA)、(メタ)アクリル酸アルキルエステル共重合物。
Silicone copolymer>
As the silicone-based copolymer, as described above, various silicone-based copolymers can be used, which contain a repeating unit constituting at least one of the following resins compatible with rubber in the molecule. ..
Polypropylene (PP), low density polyethylene (LDPE), linear low density polyethylene (LLDPE), ethylene - ethyl copolymer resin acrylate (EEA), ethylene - methyl methacrylate copolymer resin (EMMA), ethylene - vinyl acetate copolymer resin (EVA), (meth) acrylic acid alkyl ester copolymer.
シリコーン系共重合体としては、例えば、上記樹脂の主鎖の末端に、もしくは側鎖として、ポリシロキサン等のシリコーン部分が結合した構造を有するブロック共重合体、またはグラフト共重合体、あるいはポリシロキサン等のシリコーンの主鎖の末端に、もしくは側鎖として、上記樹脂に該当する部分が結合した構造を有するブロック共重合体、またはグラフト共重合体等の1種または2種以上が挙げられる。 Examples of the silicone-based copolymer include a block copolymer having a structure in which a silicone portion such as polysiloxane is bonded to the end of the main chain of the resin or as a side chain, a graft copolymer, or a polysiloxane. Such as a block copolymer having a structure in which a portion corresponding to the resin is bonded to the end of the main chain or a side chain of the silicone, or one or more kinds such as a graft copolymer.
シリコーン系共重合体の具体例としては、例えば樹脂に、反応性ポリオルガノシロキサンをグラフト重合して合成された、東レ・ダウコーニング(株)製のBY27−201〔樹脂:PP、シリコーン含有量:40%〕、BY27−201C〔樹脂:PP、シリコーン含有量:40%〕、BY27−202H〔樹脂:LDPE、シリコーン含有量:60%〕、BY27−213〔樹脂:LLDPE、シリコーン含有量:40%〕、BY27−218〔樹脂:EEA、シリコーン含有量:50%〕、BY27−219〔樹脂:EMMA、シリコーン含有量:60%〕、BY27−220〔樹脂:EVA、シリコーン含有量:60%〕等が挙げられる。 As a specific example of the silicone-based copolymer, for example, BY27-201 manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd., which is synthesized by graft-polymerizing a reactive polyorganosiloxane on a resin [resin: PP, silicone content: 40%], BY27-201C [Resin: PP, Silicone content: 40%], BY27-202H [Resin: LDPE, Silicone content: 60%], BY27-213 [Resin: LLDPE, Silicone content: 40%] ], BY27-218 [Resin: EEA, Silicone Content: 50%], BY27-219 [Resin: EMMA, Silicone Content: 60%], BY27-220 [Resin: EVA, Silicone Content: 60%], etc. Can be mentioned.
またシリコーン系共重合体の具体例としては、例えばポリアルキルシロキサンと(メタ)アクリル酸アルキルエステル共重合物とのグラフト共重合体である、日信化学工業(株)製のシャリーヌ(登録商標)R−170〔シリコーン含有量:70%、不定形パウダー状、平均粒径350μm、一次粒子径:0.2〜0.3μm〕、R−170S〔シリコーン含有量:70%、球形、平均粒径30μm、一次粒子径:0.2〜0.3μm〕等も挙げられる。 Further, as a specific example of the silicone-based copolymer, for example, Charine (registered trademark) manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd., which is a graft copolymer of a polyalkylsiloxane and a (meth) acrylic acid alkyl ester copolymer. R-170 [Silicone content: 70%, amorphous powder, average particle size 350 μm, primary particle size: 0.2 to 0.3 μm], R-170S [Silicone content: 70%, spherical, average particle size 30 μm, primary particle size: 0.2 to 0.3 μm] and the like.
これらシリコーン系共重合体の1種または2種以上を使用できる。
シリコーン系共重合体の配合割合は、ゴムの総量100質量部あたり1質量部以上であるのが好ましく、40質量部以下、特に30質量部以下であるのが好ましい。
シリコーン系共重合体の配合割合がこの範囲未満では、当該シリコーン系共重合体を配合することによる、コーティング膜を省略した簡単な構造を維持しながら、なおかつ現状よりもローラ本体の外周面を低摩擦化する効果が十分に得られないおそれがある。
One or more of these silicone-based copolymers can be used.
The blending ratio of the silicone-based copolymer is preferably 1 part by mass or more, and more preferably 40 parts by mass or less, particularly 30 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the total amount of rubber.
When the blending ratio of the silicone-based copolymer is less than this range, the outer peripheral surface of the roller body is lower than the current state while maintaining a simple structure in which the coating film is omitted by blending the silicone-based copolymer. There is a possibility that the effect of friction is not sufficiently obtained.
そして、本発明の半導電性ローラを帯電ローラとして使用して画像を形成した場合には、感光体の表面に残留したトナーや外添剤がローラ本体の外周面に付着し、蓄積されて、形成画像に、帯電の不均一による縦スジ状や点状の濃度ムラを生じたり、直接に接触する感光体の表面に影響を及ぼしたりするおそれがある。
また、本発明の半導電性ローラを現像ローラとして使用して画像を形成した場合には、摩擦によってトナーが粉砕されて形成画像がガサついたり、外添剤の微小粒子がトナー粒子中に埋没し、トナーの流動性が損なわれて形成画像の濃度ムラを生じたり、トナー量規制ブレードがスリップスティックを起こして形成画像に縦スジ状の濃度ムラを生じたり、画像形成を繰り返した際に、シール部材によってシールされた両端部が摩耗してトナーの漏れが発生したりするおそれがある。
When an image is formed by using the semi-conductive roller of the present invention as a charging roller, the toner and the external additive remaining on the surface of the photoconductor adhere to and accumulate on the outer peripheral surface of the roller body. There is a risk that the formed image may have vertical streaks or spot-like density unevenness due to non-uniform charging, or may affect the surface of the photoconductor that comes into direct contact with the formed image.
Further, when an image is formed by using the semi-conductive roller of the present invention as a developing roller, the toner is crushed by friction and the formed image becomes rough, or fine particles of the external additive are embedded in the toner particles. However, when the fluidity of the toner is impaired and the density of the formed image becomes uneven, or when the toner amount regulating blade causes a slip stick to cause a vertical streak-like density unevenness in the formed image, or when the image formation is repeated, the toner is formed. Both ends sealed by the sealing member may be worn and toner may leak.
一方、シリコーン系共重合体の配合割合が上記の範囲を超える場合には、相対的にゴムの割合が少なくなるため、ゴム組成物の加工性が低下して、押出成形した筒状体の、外周面の押出肌が荒れやすくなる傾向がある。
そして押出肌が荒れると、その後の工程で外周面を研磨しているにも拘らず、例えば現像ローラとして使用して画像形成した際に、形成画像に濃度ムラを生じたりしやすくなるおそれがある。
On the other hand, when the blending ratio of the silicone-based copolymer exceeds the above range, the ratio of rubber is relatively small, so that the processability of the rubber composition is lowered, and the extruded tubular body is used. The extruded skin on the outer peripheral surface tends to be rough.
If the extruded skin becomes rough, even though the outer peripheral surface is polished in the subsequent step, when an image is formed by using it as a developing roller, for example, there is a possibility that density unevenness is likely to occur in the formed image. ..
また、半導電性ローラのローラ抵抗値を、特に現像ローラとしての使用に適した範囲まで十分に低下できず、形成画像の濃度が低下するおそれもある。
これに対し、シリコーン系共重合体の配合割合を上述した範囲とすることにより、これら種々の問題が生じるのを抑制して、さらに良好な画像を形成することが可能となる。
〈架橋成分〉
ゴム組成物には、ゴムを架橋させるための架橋成分を含有させる。架橋成分としては、チオウレア系架橋剤、および硫黄系架橋剤を併用するのが好ましい。
Further, the roller resistance value of the semi-conductive roller cannot be sufficiently lowered to a range particularly suitable for use as a developing roller, and the density of the formed image may be lowered.
On the other hand, by setting the blending ratio of the silicone-based copolymer to the above-mentioned range, it is possible to suppress the occurrence of these various problems and to form a better image.
<Crosslink component>
The rubber composition contains a cross-linking component for cross-linking the rubber. As the cross-linking component, it is preferable to use a thiourea-based cross-linking agent and a sulfur-based cross-linking agent in combination.
(チオウレア系架橋剤)
チオウレア系架橋剤としては、分子中にチオウレア構造を有し、主にECOおよび/またはGECOの架橋剤として機能しうる種々のチオウレア化合物が使用可能である。
チオウレア系架橋剤としては、例えばエチレンチオウレア、N,N′−ジフェニルチオウレア、トリメチルチオウレア、式(1):
(CnH2n+1NH)2C=S (1)
〔式中、nは1〜12の整数を示す。〕で表されるチオウレア、テトラメチルチオウレア等の1種または2種以上が挙げられる。特にエチレンチオウレアが好ましい。
(Chiolea cross-linking agent)
As the thiourea-based cross-linking agent, various thiourea compounds having a thiourea structure in the molecule and capable of functioning mainly as a cross-linking agent for ECO and / or GECO can be used.
Examples of the thiourea-based cross-linking agent include ethylene thiourea, N, N'-diphenyl thiourea, trimethyl thiourea, and formula (1) :.
(C n H 2n + 1 NH) 2 C = S (1)
[In the formula, n represents an integer of 1-12. ], One or more of thiourea, tetramethylthiourea and the like. Ethylenethiourea is particularly preferable.
チオウレア系架橋剤の配合割合は、ローラ本体に、前述したゴムとしての良好な特性を付与すること等を考慮すると、ゴムの総量100質量部あたり0.1質量部以上であるのが好ましく、1質量部以下であるのが好ましい。
(架橋促進剤)
チオウレア系架橋剤には、当該チオウレア系架橋剤によるECOおよび/またはGECOの架橋反応を促進する種々の架橋促進剤を併用してもよい。
The blending ratio of the thiourea-based cross-linking agent is preferably 0.1 part by mass or more per 100 parts by mass of the total amount of rubber, in consideration of imparting the above-mentioned good characteristics as rubber to the roller body. It is preferably less than or equal to parts by mass.
(Crosslink accelerator)
As the thiourea-based cross-linking agent, various cross-linking accelerators that promote the cross-linking reaction of ECO and / or GECO by the thiourea-based cross-linking agent may be used in combination.
かかる架橋促進剤としては、例えば1,3−ジフェニルグアニジン、1,3−ジ−o−トリルグアニジン、1−o−トリルビグアニド等のグアニジン系促進剤などの1種または2種以上が挙げられる。特に1,3−ジ−o−トリルグアニジンが好ましい。
架橋促進剤の配合割合は、架橋反応を促進する効果を十分に発現させることを考慮すると、ゴムの総量100質量部あたり0.1質量部以上であるのが好ましく、1質量部以下であるのが好ましい。
Examples of such a cross-linking accelerator include one or more of guanidine-based accelerators such as 1,3-diphenylguanidine, 1,3-di-o-tolylguanidine, and 1-o-tolylbiguanide. In particular, 1,3-di-o-tolylguanidine is preferable.
The blending ratio of the cross-linking accelerator is preferably 0.1 part by mass or more per 100 parts by mass of the total amount of rubber, and is preferably 1 part by mass or less, considering that the effect of promoting the cross-linking reaction is sufficiently exhibited. Is preferable.
(硫黄系架橋剤)
主にジエン系ゴムやGECOを架橋させるための硫黄系架橋剤としては、例えば粉末硫黄、オイル処理粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、分散性硫黄等の硫黄や、あるいはテトラメチルチウラムジスルフィド、N,N−ジチオビスモルホリン等の有機含硫黄化合物などが挙げられ、特に硫黄が好ましい。
(Sulfur-based cross-linking agent)
Examples of the sulfur-based cross-linking agent for cross-linking diene-based rubber and GECO include sulfur such as powdered sulfur, oil-treated powdered sulfur, precipitated sulfur, colloidal sulfur, and dispersible sulfur, or tetramethylthium disulfide, N, Examples thereof include organic sulfur-containing compounds such as N-dithiobismorpholin, and sulfur is particularly preferable.
硫黄の配合割合は、ローラ本体に、前述したゴムとしての良好な特性を付与すること等を考慮すると、ゴムの総量100質量部あたり1質量部以上であるのが好ましく、2質量部以下であるのが好ましい。
なお、例えば硫黄としてオイル処理粉末硫黄、分散性硫黄等を使用する場合、上記配合割合は、それぞれの中に含まれる有効成分としての硫黄自体の割合とする。
The mixing ratio of sulfur is preferably 1 part by mass or more and 2 parts by mass or less per 100 parts by mass of the total amount of rubber, in consideration of imparting the above-mentioned good characteristics as rubber to the roller body. Is preferable.
When, for example, oil-treated powdered sulfur, dispersible sulfur, or the like is used as sulfur, the above-mentioned compounding ratio is the ratio of sulfur itself as an active ingredient contained therein.
また、架橋剤として有機含硫黄化合物を使用する場合、その配合割合は、分子中に含まれる硫黄の、ゴムの総量100質量部あたりの割合が上記の範囲となるように調整するのが好ましい。
(架橋促進剤)
硫黄系架橋剤には、当該硫黄系架橋剤によるジエン系ゴム等の架橋反応を促進する種々の架橋促進剤を併用してもよい。
When an organic sulfur-containing compound is used as the cross-linking agent, the blending ratio thereof is preferably adjusted so that the ratio of sulfur contained in the molecule per 100 parts by mass of the total amount of rubber is within the above range.
(Crosslink accelerator)
As the sulfur-based cross-linking agent, various cross-linking accelerators that promote the cross-linking reaction of the diene-based rubber or the like by the sulfur-based cross-linking agent may be used in combination.
かかる架橋促進剤としては、例えばチアゾール系促進剤、チウラム系促進剤、スルフェンアミド系促進剤、ジチオカルバミン酸塩系促進剤等の1種または2種以上が挙げられる。中でも、チアゾール系促進剤とチウラム系促進剤を併用するのが好ましい。
チアゾール系促進剤としては、例えば2−メルカプトベンゾチアゾール、ジ−2−ベンゾチアゾリルジスルフィド、2−メルカプトベンゾチアゾールの亜鉛塩、2-メルカプトベンゾチアゾールのシクロヘキシルアミン塩、2−(N,N−ジエチルチオカルバモイルチオ)ベンゾチアゾール、2−(4′−モルホリノジチオ)ベンゾチアゾール等の1種または2種以上が挙げられる。特にジ−2−ベンゾチアゾリルジスルフィドが好ましい。
Examples of such a cross-linking accelerator include one or more such as a thiazole-based accelerator, a thiuram-based accelerator, a sulfenamide-based accelerator, and a dithiocarbamate-based accelerator. Above all, it is preferable to use a thiazole-based accelerator and a thiuram-based accelerator in combination.
Examples of the thiazole-based accelerator include 2-mercaptobenzothiazole, di-2-benzothiazolyl disulfide, zinc salt of 2-mercaptobenzothiazole, cyclohexylamine salt of 2-mercaptobenzothiazole, 2- (N, N-). One or more of diethylthiocarbamoylthio) benzothiazole, 2- (4'-morpholinodithio) benzothiazole and the like can be mentioned. Particularly, di-2-benzothiazolyl disulfide is preferable.
またチウラム系促進剤としては、例えばテトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、テトラキス(2-エチルヘキシル)チウラムジスルフィド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド等の1種または2種以上が挙げられる。特にテトラメチルチウラムモノスルフィドが好ましい。 As the thiuram-based accelerator, for example, one or two such as tetramethylthiuram monosulfide, tetramethylthiuram disulfide, tetraethylthiuram disulfide, tetrabutylthiuram disulfide, tetrakis (2-ethylhexyl) thiuram disulfide, dipentamethylene thiuram tetrasulfide and the like. More than seeds can be mentioned. Particularly, tetramethylthiuram monosulfide is preferable.
上記2種の架橋促進剤の併用系において、架橋反応を促進する効果を十分に発現させることを考慮すると、チアゾール系促進剤の配合割合は、ゴムの総量100質量部あたり0.1質量部以上、1質量部以下であるのが好ましい。またチウラム系促進剤の配合割合は、ゴムの総量100質量部あたり0.1質量部以上、1質量部以下であるのが好ましい。 Considering that the effect of promoting the cross-linking reaction is sufficiently exhibited in the combined system of the above two types of cross-linking accelerators, the blending ratio of the thiazole-based accelerator is 0.1 part by mass or more per 100 parts by mass of the total amount of rubber. It is preferably 1 part by mass or less. The blending ratio of the thiuram-based accelerator is preferably 0.1 part by mass or more and 1 part by mass or less per 100 parts by mass of the total amount of rubber.
〈導電剤〉
特に帯電ローラを形成するゴム組成物には、さらに導電剤としての、分子中にフルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンと、陽イオンとの塩(イオン塩)を配合してもよい。
導電剤としてイオン塩を配合することにより、ゴム組成物のイオン導電性をさらに向上して、帯電ローラのローラ抵抗値をより一層低下できる。
イオン塩を構成する、分子中にフルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンとしては、例えばフルオロアルキルスルホン酸イオン、ビス(フルオロアルキルスルホニル)イミドイオン、トリス(フルオロアルキルスルホニル)メチドイオン等の1種または2種以上が挙げられる。
<Conducting agent>
In particular, the rubber composition forming the charging roller may further contain a salt (ion salt) of a cation and an anion having a fluoro group and a sulfonyl group in the molecule as a conductive agent.
By blending an ionic salt as a conductive agent, the ionic conductivity of the rubber composition can be further improved, and the roller resistance value of the charging roller can be further reduced.
Examples of anions having a fluoro group and a sulfonyl group in the molecule constituting the ionic salt include one or two types such as fluoroalkyl sulfonic acid ion, bis (fluoroalkyl sulfonyl) imide ion, and tris (fluoroalkyl sulfonyl) methide ion. The above can be mentioned.
このうちフルオロアルキルスルホン酸イオンとしては、例えばCF3SO3 −、C4F9SO3 −等の1種または2種以上が挙げられる。
またビス(フルオロアルキルスルホニル)イミドイオンとしては、例えば(CF3SO2)2N−、(C2F5SO2)2N−、(C4F9SO2)(CF3SO2)N−、(FSO2C6F4)(CF3SO2)N−、(C8F17SO2)(CF3SO2)N−、(CF3CH2OSO2)2N−、(CF3CF2CH2OSO2)2N−、(HCF2CF2CH2OSO2)2N−、[(CF3)2CHOSO2]2N−等の1種または2種以上が挙げられる。
Among these, examples of the fluoroalkyl sulfonic acid ion include one or more of CF 3 SO 3 − , C 4 F 9 SO 3 − and the like.
Examples of bis (fluoroalkylsulfonyl) imide ions include (CF 3 SO 2 ) 2 N − , (C 2 F 5 SO 2 ) 2 N − , and (C 4 F 9 SO 2 ) (CF 3 SO 2 ) N −. , (FSO 2 C 6 F 4 ) (CF 3 SO 2 ) N − , (C 8 F 17 SO 2 ) (CF 3 SO 2 ) N − , (CF 3 CH 2 OSO 2 ) 2 N − , (CF 3) One or more of CF 2 CH 2 OSO 2 ) 2 N − , (HCF 2 CF 2 CH 2 OSO 2 ) 2 N − , [(CF 3 ) 2 CHOSO 2 ] 2 N −, etc. can be mentioned.
さらにトリス(フルオロアルキルスルホニル)メチドイオンとしては、例えば(CF3SO2)3C−、(CF3CH2OSO2)3C−等の1種または2種以上が挙げられる。
また陽イオンとしては、例えばナトリウム、リチウム、カリウム等のアルカリ金属のイオン、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等の第2族元素のイオン、遷移元素のイオン、両性元素の陽イオン、第4級アンモニウムイオン、イミダゾリウム陽イオン等の1種または2種以上が挙げられる。
Further, as the tris (fluoroalkylsulfonyl) methide ion, for example, one kind or two or more kinds such as (CF 3 SO 2 ) 3 C − and (CF 3 CH 2 OSO 2 ) 3 C − can be mentioned.
The cations include, for example, alkali metal ions such as sodium, lithium and potassium,
イオン塩としては、特に陽イオンとしてリチウムイオンを用いたリチウム塩、またはカリウムイオンを用いたカリウム塩が好ましい。
中でも、ゴム組成物のイオン導電性を向上して帯電ローラのローラ抵抗値を低下させる効果の点で、(CF3SO2)2NLi〔リチウム・ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドLi−TFSI〕、および/または(CF3SO2)2NK〔カリウム・ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、K−TFSI〕が好ましい。
As the ionic salt, a lithium salt using lithium ion as a cation or a potassium salt using potassium ion is particularly preferable.
Among them, (CF 3 SO 2 ) 2 NLi [lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide Li-TFSI], in terms of the effect of improving the ionic conductivity of the rubber composition and lowering the roller resistance value of the charging roller, And / or (CF 3 SO 2 ) 2 NK [potassium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide, K-TFSI] is preferred.
イオン塩の配合割合は、ゴムの総量100質量部あたり0.5質量部以上であるのが好ましく、7質量部以下であるのが好ましい。
〈その他〉
ゴム組成物には、さらに必要に応じて、各種の添加剤を配合してもよい。添加剤としては、例えば架橋促進助剤、受酸剤、充填剤、可塑剤、加工助剤、劣化防止剤等が挙げられる。
The blending ratio of the ionic salt is preferably 0.5 parts by mass or more, and preferably 7 parts by mass or less per 100 parts by mass of the total amount of rubber.
<others>
Various additives may be further added to the rubber composition, if necessary. Examples of the additive include a cross-linking accelerator, an acid receiver, a filler, a plasticizer, a processing aid, a deterioration inhibitor and the like.
このうち架橋促進助剤としては、例えば酸化亜鉛(亜鉛華)等の金属化合物;ステアリン酸、オレイン酸、綿実脂肪酸等の脂肪酸その他、従来公知の架橋促進助剤の1種または2種以上が挙げられる。
架橋促進助剤の配合割合は、個別に、ゴムの総量100質量部あたり0.1質量部以上であるのが好ましく、7質量部以下であるのが好ましい。
Among these, as the cross-linking accelerator, for example, a metal compound such as zinc oxide (zinc oxide); fatty acids such as stearic acid, oleic acid, and cottonseed fatty acid, and one or more of conventionally known cross-linking accelerators. Can be mentioned.
The mixing ratio of the cross-linking accelerator is preferably 0.1 part by mass or more, and preferably 7 parts by mass or less per 100 parts by mass of the total amount of rubber.
受酸剤は、架橋時にエピクロルヒドリンゴムやCRから発生する塩素系ガスの、ローラ本体内への残留と、それによる架橋阻害や感光体の汚染等を防止するために機能する。
受酸剤としては、酸受容体として作用する種々の物質を用いることができるが、中でも分散性に優れたハイドロタルサイト類またはマグサラットが好ましく、特にハイドロタルサイト類が好ましい。
The antacid functions to prevent the chlorine-based gas generated from the epichlorohydrin rubber and CR during cross-linking from remaining in the roller body, thereby inhibiting cross-linking and contaminating the photoconductor.
As the acid receiving agent, various substances that act as acid receptors can be used, and among them, hydrotalcites or magsalats having excellent dispersibility are preferable, and hydrotalcites are particularly preferable.
また、ハイドロタルサイト類等を酸化マグネシウムや酸化カリウムと併用すると、より高い受酸効果を得ることができ、感光体の汚染をさらに良好に防止できる。
受酸剤の配合割合は、ゴムの総量100質量部あたり0.1質量部以上であるのが好ましく、7質量部以下であるのが好ましい。
充填剤としては、例えば酸化亜鉛、シリカ、カーボンブラック、クレー、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム等の1種または2種以上が挙げられる。
Further, when hydrotalcites and the like are used in combination with magnesium oxide and potassium oxide, a higher acid receiving effect can be obtained, and contamination of the photoconductor can be prevented more satisfactorily.
The blending ratio of the acid receiving agent is preferably 0.1 part by mass or more, and preferably 7 parts by mass or less per 100 parts by mass of the total amount of rubber.
Examples of the filler include one or more of zinc oxide, silica, carbon black, clay, talc, calcium carbonate, magnesium carbonate, aluminum hydroxide and the like.
充填剤を配合することにより、帯電ローラや現像ローラの機械的強度等を向上できる。
また、充填剤として導電性カーボンブラックを用いると、ローラ本体に電子導電性を付与できる。
導電性カーボンブラックとしては、例えばアセチレンブラック等が挙げられる。
導電性カーボンブラックの配合割合は、ゴムの総量100質量部あたり1質量部以上であるのが好ましく、10質量部以下であるのが好ましい。
By blending the filler, the mechanical strength of the charging roller and the developing roller can be improved.
Further, when conductive carbon black is used as the filler, electronic conductivity can be imparted to the roller body.
Examples of the conductive carbon black include acetylene black and the like.
The blending ratio of the conductive carbon black is preferably 1 part by mass or more and preferably 10 parts by mass or less per 100 parts by mass of the total amount of rubber.
可塑剤としては、例えばジブチルフタレート、ジオクチルフタレート、トリクレジルホスフェート等の各種可塑剤や、極性ワックス等の各種ワックス等が挙げられる。また加工助剤としては、例えばステアリン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩などが挙げられる。
可塑剤および/または加工助剤の配合割合は、ゴムの総量100質量部あたり3質量部以下であるのが好ましい。
Examples of the plasticizer include various plasticizers such as dibutyl phthalate, dioctyl phthalate, and tricresyl phosphate, and various waxes such as polar wax. Examples of the processing aid include fatty acid metal salts such as zinc stearate.
The blending ratio of the plasticizer and / or the processing aid is preferably 3 parts by mass or less per 100 parts by mass of the total amount of rubber.
劣化防止剤としては、各種の老化防止剤や酸化防止剤等が挙げられる。
このうち老化防止剤は、帯電ローラや現像ローラのローラ抵抗値の環境依存性を低減するとともに、連続通電時のローラ抵抗値の上昇を抑制する働きをする。老化防止剤としては、例えばジエチルジチオカルバミン酸ニッケル、ジブチルジチオカルバミン酸ニッケル等が挙げられる。
Examples of the deterioration inhibitor include various antioxidants and antioxidants.
Of these, the anti-aging agent works to reduce the environmental dependence of the roller resistance value of the charging roller and the developing roller, and also to suppress an increase in the roller resistance value during continuous energization. Examples of the antiaging agent include nickel diethyldithiocarbamate, nickel dibutyldithiocarbamate and the like.
老化防止剤の配合割合は、ゴムの総量100質量部あたり0.1質量部以上であるのが好ましく、1質量部以下であるのが好ましい。
また添加剤としては、さらにスコーチ防止剤、滑剤、顔料、帯電防止剤、難燃剤、中和剤、造核剤、共架橋剤等の各種添加剤を、任意の割合で配合してもよい。
The compounding ratio of the antiaging agent is preferably 0.1 part by mass or more and preferably 1 part by mass or less per 100 parts by mass of the total amount of rubber.
Further, as the additive, various additives such as a scorch inhibitor, a lubricant, a pigment, an antistatic agent, a flame retardant, a neutralizing agent, a nucleating agent, and a co-crosslinking agent may be further added in an arbitrary ratio.
《半導電性ローラ》
図1は、本発明の半導電性ローラの、実施の形態の一例を示す斜視図である。
図1を参照して、この例の半導電性ローラ1は、上記各成分を含むゴム組成物によって、非多孔質でかつ単層構造の筒状に形成されたローラ本体2を備えるとともに、当該ローラ本体2の中心の通孔3に、シャフト4が挿通されて固定されたものである。
シャフト4は、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼等の金属によって一体に形成されている。
《Semi-conductive roller》
FIG. 1 is a perspective view showing an example of an embodiment of the semi-conductive roller of the present invention.
With reference to FIG. 1, the semi-conductive roller 1 of this example includes a
The shaft 4 is integrally formed of a metal such as aluminum, an aluminum alloy, or stainless steel.
シャフト4は、例えば導電性を有する接着剤を介して、ローラ本体2と電気的に接合されるとともに機械的に固定されるか、あるいは通孔3の内径よりも外径の大きいものを通孔3に圧入することで、ローラ本体2と電気的に接合されるとともに機械的に固定される。
ローラ本体2の外周面5には、図示していないが、酸化膜を形成してもよい。
The shaft 4 is electrically bonded to and mechanically fixed to the
Although not shown, an oxide film may be formed on the outer
酸化膜を形成すると、当該酸化膜が誘電層として機能して、半導電性ローラ1の誘電正接を低減できる。また酸化膜が低摩擦層として機能するため、外周面5をより一層低摩擦化できる可能性がある。
ただし本発明では、ローラ本体2を形成するゴム組成物中に、前述したシリコーン系共重合体を配合することで、当該ローラ本体2の外周面5を良好に低摩擦化できるため、半導電性ローラの構造および製造工程をより一層簡略化するために、酸化膜は省略してもよい。
When the oxide film is formed, the oxide film functions as a dielectric layer, and the dielectric loss tangent of the semi-conductive roller 1 can be reduced. Further, since the oxide film functions as a low friction layer, there is a possibility that the outer
However, in the present invention, by blending the above-mentioned silicone-based copolymer in the rubber composition forming the roller
半導電性ローラ1を製造するには、まず調製したゴム組成物を、押出機を用いて筒状に押出成形し、次いで所定の長さにカットして加硫缶内で加圧、加熱して架橋させる。
次いで、架橋させた筒状体を、オーブン等を用いて加熱して二次架橋させ、冷却したのち所定の外径となるように研磨してローラ本体2を形成する。
研磨方法としては、例えば乾式トラバース研磨等の種々の研磨方法が採用可能である。
To manufacture the semi-conductive roller 1, first, the prepared rubber composition is extruded into a tubular shape using an extruder, then cut to a predetermined length, pressurized and heated in a vulcanization can. To bridge.
Next, the crosslinked tubular body is heated using an oven or the like for secondary cross-linking, cooled, and then polished to have a predetermined outer diameter to form the
As the polishing method, various polishing methods such as dry traverse polishing can be adopted.
また、研磨工程の最後に鏡面研磨、あるいは湿式研磨をして仕上げてもよい。その場合は、外周面5の離型性を向上して、当該外周面5をより一層低摩擦化できる。また感光体等の汚染を有効に防止できる。
シャフト4は、筒状体のカット後から研磨後までの任意の時点で、通孔3に挿通して固定できる。
Further, at the end of the polishing step, mirror polishing or wet polishing may be performed for finishing. In that case, the releasability of the outer
The shaft 4 can be inserted into the through hole 3 and fixed at any time from after the tubular body is cut to after polishing.
ただしカット後、まず通孔3にシャフト4を挿通した状態で二次架橋、および研磨をするのが好ましい。これにより、二次架橋時の膨張収縮によるローラ本体2の反りや変形を抑制できる。また、シャフト4を中心として回転させながら研磨することで当該研磨の作業性を向上し、なおかつ外周面5のフレを抑制できる。
シャフト4は、先に説明したように、通孔3の内径よりも外径の大きいものを通孔3に圧入するか、あるいは導電性を有する熱硬化性接着剤を介して、二次架橋前の筒状体の通孔3に挿通すればよい。
However, after cutting, it is preferable to first perform secondary cross-linking and polishing with the shaft 4 inserted through the through hole 3. As a result, warping and deformation of the
As described above, the shaft 4 is press-fitted into the through hole 3 having an outer diameter larger than the inner diameter of the through hole 3, or is placed before the secondary cross-linking via a conductive thermosetting adhesive. It may be inserted into the through hole 3 of the tubular body of the above.
前者の場合は、シャフト4の圧入と同時に電気的な接合と機械的な固定が完了する。
また後者の場合は、オーブン中での加熱によって筒状体が二次架橋されるのと同時に熱硬化性接着剤が硬化して、当該シャフト4がローラ本体2に電気的に接合されるとともに、機械的に固定される。
非多孔質でかつ単層構造の半導電性ローラ1は、ローラ本体2のタイプAデュロメータ硬さが52以上であるのが好ましく、56以下であるのが好ましい。
In the former case, electrical joining and mechanical fixing are completed at the same time as the press-fitting of the shaft 4.
In the latter case, the tubular body is secondarily crosslinked by heating in the oven, and at the same time, the thermosetting adhesive is cured, and the shaft 4 is electrically bonded to the
The semi-conductive roller 1 having a non-porous and single-layer structure preferably has a type A durometer hardness of the
タイプAデュロメータ硬さがこの範囲未満では、ローラ本体2の圧縮永久ひずみが大きくなってヘタリを生じやすくなるおそれがある。
一方、タイプAデュロメータ硬さが上記の範囲を超える場合には、ローラ本体2が硬くなりすぎるため、例えば帯電ローラでは、直接に接触する感光体の表面が傷ついたりしやすくなるおそれがある。また現像ローラでは、トナーが粉砕されて形成画像がガサついたり、外添剤の微小粒子がトナー粒子中に埋没し、トナーの流動性が損なわれて形成画像の濃度ムラ等を生じたりしやすくなるおそれがある。
If the hardness of the Type A durometer is less than this range, the compression set of the
On the other hand, when the hardness of the type A durometer exceeds the above range, the
これに対し、タイプAデュロメータ硬さを上記の範囲とすることにより、ローラ本体2の圧縮永久ひずみが小さくヘタリを生じにくい上、柔軟で、トナーを粉砕したり感光体の表面を傷つけたりしにくい半導電性ローラ1を得ることができる。
タイプAデュロメータ硬さを上記の範囲に調整するためには、前述した各成分の種類および配合割合を、前述した範囲で適宜変更すればよい。
On the other hand, by setting the hardness of the type A durometer in the above range, the compression set of the
In order to adjust the hardness of the Type A durometer within the above range, the type and blending ratio of each of the above-mentioned components may be appropriately changed within the above-mentioned range.
本発明の半導電性ローラ1は、例えばレーザープリンタ、静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置、およびこれらの複合機等の、電子写真法を利用した画像形成装置において、帯電ローラや現像ローラとして好適に使用できるほか、例えば転写ローラ、クリーニングローラ等として用いることもできる。 The semi-conductive roller 1 of the present invention can be used as a charging roller or a developing roller in an image forming apparatus using an electrophotographic method, such as a laser printer, an electrostatic copier, a plain paper facsimile machine, and a multifunction device thereof. In addition to being preferably used, it can also be used as, for example, a transfer roller, a cleaning roller, or the like.
以下に本発明を、実施例、比較例に基づいてさらに説明するが、本発明の構成は、これら実施例、比較例によって限定されるものではない。
《帯電ローラ》
〈実施例1−1〉
(ゴム組成物の調製)
ゴムとしては、GECO〔日本ゼオン(株)製のHYDRIN(登録商標)T3108〕40質量部、SBR〔JSR(株)製のJSR(登録商標)1502、乳化重合法、非油展〕40質量部、CR〔昭和電工(株)製のショウプレン(登録商標)WRT、非油展〕10質量部、およびNBR〔日本ゼオン(株)製のNipol(登録商標)DN401LL、低ニトリルNBR、アクリロニトリル含量:18%、非油展〕10質量部を配合した。
Hereinafter, the present invention will be further described based on Examples and Comparative Examples, but the configuration of the present invention is not limited to these Examples and Comparative Examples.
《Charging roller》
<Example 1-1>
(Preparation of rubber composition)
As rubber, 40 parts by mass of GECO [HYDRIN (registered trademark) T3108 manufactured by Nippon Zeon Corporation], 40 parts by mass of SBR [JSR (registered trademark) 1502 manufactured by JSR Co., Ltd., emulsification polymerization method, non-oil spread] , CR [Showa Denko Corporation's Showa Denko (registered trademark) WRT, non-oil exhibition] 10 parts by mass, and NBR [Nippon Zeon Corporation's Nipol (registered trademark) DN401LL, low nitrile NBR, acrylonitrile content: 18 %, Non-oil spread] 10 parts by mass was blended.
そして4種のゴムの総量100質量部を、バンバリミキサを用いて素練りしながら、シリコーン系共重合体〔東レ・ダウコーニング(株)製のBY27−220、樹脂:EVA、シリコーン含有量:60%〕7質量部と、下記の各成分とを配合して混練した。 Then, while kneading 100 parts by mass of the total amount of the four types of rubber using a Bambali mixer, a silicone-based copolymer [BY27-220 manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd., resin: EVA, silicone content: 60%. ] 7 parts by mass and each of the following components were mixed and kneaded.
表1中の各成分は下記のとおり。また表中の質量部は、ゴムの総量100質量部あたりの質量部である。
イオン塩:カリウム・ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド〔三菱マテリアル電子化成(株)製のEF−N112、K−TFSI〕
架橋促進助剤:酸化亜鉛2種〔堺化学工業(株)製〕
受酸剤:ハイドロタルサイト類〔協和化学工業(株)製のDHT−4A(登録商標)−2〕
充填剤:導電性カーボンブラック〔電気化学工業(株)製のデンカブラック(登録商標)、アセチレンブラック、粒状〕
次いで混練を続けながら、下記の架橋成分を配合してさらに混練してゴム組成物を調製した。
Each component in Table 1 is as follows. The parts by mass in the table are parts by mass per 100 parts by mass of the total amount of rubber.
Ionic salt: Potassium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide [EF-N112, K-TFSI manufactured by Mitsubishi Material Denshikase Co., Ltd.]
Crosslinking accelerator:
Antacid: Hydrotalcites [DHT-4A (registered trademark) -2 manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.]
Filler: Conductive carbon black [Denka Black (registered trademark) manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., acetylene black, granular]
Then, while continuing kneading, the following cross-linking components were blended and further kneaded to prepare a rubber composition.
表2中の各成分は下記のとおり。また表中の質量部は、ゴムの総量100質量部あたりの質量部である。
チオウレア系架橋剤:エチレンチオウレア〔川口化学工業(株)製のアクセル(登録商標)22−S、2−メルカプトイミダゾリン〕
促進剤DT:1,3−ジ−o−トリルグアニジン〔三新化学工業(株)製のサンセラー(登録商標)DT、グアニジン系促進剤〕
硫黄系架橋剤:5%オイル入り硫黄〔鶴見化学工業(株)製〕
促進剤DM:ジ−2−ベンゾチアゾリルジスルフィド〔大内新興化学工業(株)製のノクセラー(登録商標)DM、チアゾール系促進剤〕
促進剤TS:テトラメチルチウラムモノスルフィド〔三新化学工業(株)製のサンセラーTS、チウラム系促進剤〕
(帯電ローラの製造)
調製したゴム組成物を押出機に供給して、外径φ11.0mm、内径φ5.0mmの筒状に押出成形し、架橋用の仮のシャフトに装着して加硫缶内で160℃×1時間架橋させた。
Each component in Table 2 is as follows. The parts by mass in the table are parts by mass per 100 parts by mass of the total amount of rubber.
Thiourea-based cross-linking agent: Ethylene thiourea [Axel (registered trademark) 22-S, 2-mercaptoimidazoline manufactured by Kawaguchi Chemical Industry Co., Ltd.]
Accelerator DT: 1,3-di-o-tolylguanidine [Sunseller (registered trademark) DT manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd., guanidine-based accelerator]
Sulfur-based cross-linking agent: Sulfur with 5% oil [manufactured by Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd.]
Accelerator DM: Di-2-benzothiazolyl disulfide [Noxeller (registered trademark) DM manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd., thiazole-based accelerator]
Accelerator TS: Tetramethylthiuram Monosulfide [Sunceller TS manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd., thiuram-based accelerator]
(Manufacturing of charging rollers)
The prepared rubber composition is supplied to an extruder, extruded into a tubular shape having an outer diameter of φ11.0 mm and an inner diameter of φ5.0 mm, mounted on a temporary shaft for cross-linking, and placed in a vulcanization can at 160 ° C. × 1. Cross-linked for hours.
次いで、架橋させた筒状体を、外周面に導電性の熱硬化性接着剤(ポリアミド系)を塗布した外径φ6.0mmの金属シャフトに装着し直して、オーブン中で160℃に加熱して当該金属シャフトに接着させた。
そして両端を整形し、次いで外周面を、円筒研磨機を用いてトラバース研磨したのち、湿式研磨により外径がφ9.50mm(公差0.05)になるように仕上げて、シャフトと一体化されたローラ本体を形成して、帯電ローラを製造した。
Next, the crosslinked tubular body is reattached to a metal shaft having an outer diameter of φ6.0 mm coated with a conductive thermosetting adhesive (polyamide type) on the outer peripheral surface, and heated to 160 ° C. in an oven. And adhered to the metal shaft.
Then, both ends were shaped, and then the outer peripheral surface was traverse-polished using a cylindrical grinding machine, and then wet-polished to finish the outer diameter to φ9.50 mm (tolerance 0.05) and integrated with the shaft. A roller body was formed to manufacture a charged roller.
〈実施例1−2〉
シリコーン系共重合体として、東レ・ダウコーニング(株)製のBY27−202H〔樹脂:LDPE、シリコーン含有量:60%〕を同量配合したこと以外は実施例1−1と同様にしてゴム組成物を調製し、帯電ローラを製造した。
〈実施例1−3〉
シリコーン系共重合体として、東レ・ダウコーニング(株)製のBY27−201〔樹脂:PP、シリコーン含有量:40%〕を同量配合したこと以外は実施例1−1と同様にしてゴム組成物を調製し、帯電ローラを製造した。
<Example 1-2>
The rubber composition was the same as in Example 1-1 except that BY27-202H [resin: LDPE, silicone content: 60%] manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd. was blended as the silicone-based copolymer in the same amount. A product was prepared and a charged roller was manufactured.
<Example 1-3>
The rubber composition was the same as in Example 1-1 except that BY27-201 [resin: PP, silicone content: 40%] manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd. was blended as the silicone-based copolymer in the same amount. A product was prepared and a charged roller was manufactured.
〈実施例1−4〉
シリコーン系共重合体として、日信化学工業(株)製のシャリーヌR−170S〔シリコーン含有量:70%、球形、平均粒径30μm、一次粒子径:0.2〜0.3μm〕を同量配合したこと以外は実施例1−1と同様にしてゴム組成物を調製し、帯電ローラを製造した。
<Example 1-4>
As a silicone-based copolymer, the same amount of Charine R-170S [silicone content: 70%, spherical, average particle size 30 μm, primary particle size: 0.2 to 0.3 μm] manufactured by Nisshin Chemical Industry Co., Ltd. A rubber composition was prepared in the same manner as in Example 1-1 except that the mixture was blended, and a charged roller was manufactured.
〈実施例1−5、1−6、1−7〉
シリコーン系共重合体としての、東レ・ダウコーニング(株)製のBY27−202H〔樹脂:LDPE、シリコーン含有量:60%〕の配合割合を、ゴムの総量100質量部あたり1質量部(実施例1−5)、30質量部(実施例1−6)、40質量部(実施例1−7)としたこと以外は実施例1−2と同様にしてゴム組成物を調製し、帯電ローラを製造した。
<Examples 1-5, 1-6, 1-7>
The blending ratio of BY27-202H [resin: LDPE, silicone content: 60%] manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd. as a silicone-based copolymer is 1 part by mass per 100 parts by mass of the total amount of rubber (Example). A rubber composition was prepared in the same manner as in Example 1-2 except that 1-5), 30 parts by mass (Example 1-6), and 40 parts by mass (Example 1-7) were prepared, and a charging roller was used. Manufactured.
〈実施例1−8〉
ゴムとして、GECO〔日本ゼオン(株)製のHYDRIN T3108〕80質量部と、SBR〔JSR(株)製のJSR1502、乳化重合法、非油展〕20質量部の2種を用いたこと以外は実施例1−2と同様にしてゴム組成物を調製し、帯電ローラを製造した。
〈比較例1−1〉
シリコーン系共重合体を配合しなかったこと以外は実施例1−1と同様にしてゴム組成物を調製し、帯電ローラを製造した。
<Example 1-8>
Except for using 80 parts by mass of GECO [HYDRIN T3108 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.] and 20 parts by mass of SBR [JSR1502 manufactured by JSR Corporation, emulsion polymerization method, non-oil-extended] as rubber. A rubber composition was prepared in the same manner as in Example 1-2 to produce a charged roller.
<Comparative Example 1-1>
A rubber composition was prepared in the same manner as in Example 1-1 except that a silicone-based copolymer was not blended, to produce a charged roller.
〈比較例1−2〉
シリコーン系共重合体に代えて、黒鉛〔日本黒鉛工業(株)製のUP−5N、薄片状〕を同量配合したこと以外は実施例1−1と同様にしてゴム組成物を調製し、帯電ローラを製造した。
〈比較例1−3〉
黒鉛の配合割合を、ゴムの総量100質量部あたり30質量部としたと以外は比較例1−2と同様にしてゴム組成物を調製し、帯電ローラを製造した。
<Comparative Example 1-2>
A rubber composition was prepared in the same manner as in Example 1-1 except that the same amount of graphite [UP-5N manufactured by Nippon Graphite Industry Co., Ltd., flaky] was blended in place of the silicone-based copolymer. A charged roller was manufactured.
<Comparative Example 1-3>
A rubber composition was prepared in the same manner as in Comparative Example 1-2 except that the blending ratio of graphite was 30 parts by mass per 100 parts by mass of the total amount of rubber, and a charged roller was manufactured.
〈比較例1−4〉
シリコーン系共重合体に代えて、二硫化モリブデン〔住鉱潤滑剤(株)製のモリパウダーPS〕を同量配合したこと以外は実施例1−1と同様にしてゴム組成物を調製し、帯電ローラを製造した。
〈比較例1−5〉
二硫化モリブデンの配合割合を、ゴムの総量100質量部あたり30質量部としたと以外は比較例1−4と同様にしてゴム組成物を調製し、帯電ローラを製造した。
<Comparative Example 1-4>
A rubber composition was prepared in the same manner as in Example 1-1 except that the same amount of molybdenum disulfide [Molybdenum PS manufactured by Sumiko Lubricant Co., Ltd.] was blended in place of the silicone-based copolymer. A charged roller was manufactured.
<Comparative Example 1-5>
A rubber composition was prepared in the same manner as in Comparative Example 1-4 except that the blending ratio of molybdenum disulfide was 30 parts by mass per 100 parts by mass of the total amount of rubber, and a charged roller was manufactured.
〈加工性評価〉
実施例、比較例において、ゴム組成物を押出成形して形成した筒状体の、外周面の押出肌を観察して、荒れが見られなかったものを良好(○)、荒れが見られたものを不良(×)として評価した。
〈実機試験〉
感光体と、当該感光体の表面に常時接触させて配設された帯電ローラとを備え、レーザープリンタの本体に着脱自在とされた新品のフォトコンダクタユニット〔レックスマーク インターナショナル社製〕の、純正の帯電ローラに代えて、実施例、比較例で製造した帯電ローラを組み込んだ。
<Evaluation of workability>
In Examples and Comparative Examples, the extruded skin of the outer peripheral surface of the tubular body formed by extrusion molding of the rubber composition was observed, and the one in which no roughness was observed was good (○), and roughness was observed. Those were evaluated as defective (x).
<Actual machine test>
A genuine photoconductor unit [manufactured by Lexmark International] that is equipped with a photoconductor and a charging roller that is always in contact with the surface of the photoconductor and is removable from the main body of the laser printer. Instead of the charging roller, the charging roller manufactured in Examples and Comparative Examples was incorporated.
そして組み立てたフォトコンダクタユニットを、カラーレーザープリンタ〔レックスマーク インターナショナル社製のカラーレーザープリンタCS510de〕に装填して、30%濃度、300lpiの黒ベタの画像を、2枚/25秒間の速度で30000枚に亘って連続形成し、形成した30000枚の画像に、1枚でも帯電の不均一による縦スジ状や点状の濃度ムラが生じたものを不良(×)、全く生じなかったものを良好(○)と評価した。 Then, the assembled photoconductor unit was loaded into a color laser printer [color laser printer CS510de manufactured by Lexmark International Co., Ltd.], and 30,000 images of 30% density, 300 lpi solid black images were taken at a speed of 2 sheets / 25 seconds. Of the 30,000 images that were continuously formed over the period, those that had vertical streaks or dot-like density unevenness due to non-uniform charging were defective (x), and those that did not occur at all were good (x). ○) was evaluated.
また連続画像形成後に帯電ローラを取り出し、外周面を目視によって観察して、トナーや外添剤の付着による白化が生じていたものを不良(×)、白化が生じていなかったものを良好(○)と評価した。
以上の結果を表3〜表5に示す。
In addition, after the continuous image formation, the charging roller was taken out, and the outer peripheral surface was visually observed. ).
The above results are shown in Tables 3 to 5.
表3〜表5の実施例1−1〜1−8、比較例1−1〜1−5の結果より、従来の固体潤滑剤である黒鉛や二硫化モリブデンに代えて、ゴムと相溶する前述した少なくとも1種の樹脂を構成する繰り返し単位を分子中に含むシリコーン系共重合体を配合することによって、帯電ローラのローラ本体の、外周面の摩擦係数を大きく低減して、感光体上に残留したトナーや外添剤がローラ本体の外周面に付着し、蓄積されて、形成画像に、帯電の不均一による縦スジ状や点状の濃度ムラを生じたりするのを抑制できることが判った。 From the results of Examples 1-1 to 1-8 and Comparative Examples 1-1 to 1-5 in Tables 3 to 5, the mixture is compatible with rubber instead of the conventional solid lubricants graphite and molybdenum disulfide. By blending a silicone-based copolymer containing a repeating unit constituting at least one of the above-mentioned resins in the molecule, the friction coefficient of the outer peripheral surface of the roller body of the charging roller is greatly reduced, and the friction coefficient is placed on the photoconductor. It was found that the residual toner and external lubricant adhere to and accumulate on the outer peripheral surface of the roller body, and it is possible to suppress the occurrence of vertical streaks and dot-like density unevenness in the formed image due to non-uniform charging. ..
また、特に実施例1−1、1−5〜1−7の結果より、ゴム組成物の良好な加工性を維持して上記の効果をより一層向上することを考慮すると、上記シリコーン系共重合体の配合割合は、ゴムの総量100質量部に対して1質量部以上であるのが好ましく、40質量部以下、特に30質量部以下であるの好ましいことが判った。
《現像ローラ》
〈実施例2−1〉
(ゴム組成物の調製)
ゴムとしては、GECO〔日本ゼオン(株)製のHYDRIN T3108〕40質量部、SBR〔JSR(株)製のJSR1502、乳化重合法、非油展〕40質量部、CR〔昭和電工(株)製のショウプレンWRT、非油展〕10質量部、およびNBR〔日本ゼオン(株)製のNipol DN401LL、低ニトリルNBR、アクリロニトリル含量:18%、非油展〕10質量部を配合した。
Further, particularly from the results of Examples 1-1 and 1-5 to 1-7, considering that the good processability of the rubber composition is maintained and the above effect is further improved, the above-mentioned silicone-based copolymer weight is considered. It has been found that the blending ratio of the coalescence is preferably 1 part by mass or more, and more preferably 40 parts by mass or less, particularly 30 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the total amount of rubber.
《Development roller》
<Example 2-1>
(Preparation of rubber composition)
As rubber, 40 parts by mass of GECO [HYDRIN T3108 manufactured by Nippon Zeon Corporation], 40 parts by mass of SBR [JSR1502 manufactured by JSR Co., Ltd., emulsion polymerization method, non-oil exhibition], CR [manufactured by Showa Denko Co., Ltd.] WRT, non-oil-extended] 10 parts by mass, and NBR [Nipol DN401LL manufactured by Nippon Zeon Corporation, low nitrile NBR, acrylonitrile content: 18%, non-oil-extended] 10 parts by mass were blended.
そして4種のゴムの総量100質量部を、バンバリミキサを用いて素練りしながら、シリコーン系共重合体〔東レ・ダウコーニング(株)製のBY27−220、樹脂:EVA、シリコーン含有量:60%〕7質量部と、下記の各成分とを配合して混練した。 Then, while kneading 100 parts by mass of the total amount of the four types of rubber using a Bambali mixer, a silicone-based copolymer [BY27-220 manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd., resin: EVA, silicone content: 60%. ] 7 parts by mass and each of the following components were mixed and kneaded.
表6中の各成分は下記のとおり。また表中の質量部は、ゴムの総量100質量部あたりの質量部である。
架橋促進助剤:酸化亜鉛2種〔堺化学工業(株)製〕
受酸剤:ハイドロタルサイト類〔協和化学工業(株)製のDHT−4A−2〕
充填剤:導電性カーボンブラック〔電気化学工業(株)製のデンカブラック、アセチレンブラック、粒状〕
次いで混練を続けながら、下記の架橋成分を配合してさらに混練してゴム組成物を調製した。
Each component in Table 6 is as follows. The parts by mass in the table are parts by mass per 100 parts by mass of the total amount of rubber.
Crosslinking accelerator:
Antacid: Hydrotalcites [DHT-4A-2 manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.]
Filler: Conductive carbon black [Denka Black, Acetylene Black, Granular] manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.
Then, while continuing kneading, the following cross-linking components were blended and further kneaded to prepare a rubber composition.
表7中の各成分は下記のとおり。また表中の質量部は、ゴムの総量100質量部あたりの質量部である。
チオウレア系架橋剤:エチレンチオウレア〔川口化学工業(株)製のアクセル22−S、2−メルカプトイミダゾリン〕
促進剤DT:1,3−ジ−o−トリルグアニジン〔三新化学工業(株)製のサンセラーDT、グアニジン系促進剤〕
硫黄系架橋剤:5%オイル入り硫黄〔鶴見化学工業(株)製〕
促進剤DM:ジ−2−ベンゾチアゾリルジスルフィド〔大内新興化学工業(株)製のノクセラーDM、チアゾール系促進剤〕
促進剤TS:テトラメチルチウラムモノスルフィド〔三新化学工業(株)製のサンセラーTS、チウラム系促進剤〕
(現像ローラの製造)
調製したゴム組成物を押出機に供給して、外径φ20.0mm、内径φ7.0mmの筒状に押出成形し、架橋用の仮のシャフトに装着して加硫缶内で160℃×1時間架橋させた。
Each component in Table 7 is as follows. The parts by mass in the table are parts by mass per 100 parts by mass of the total amount of rubber.
Thiourea-based cross-linking agent: Ethylene thiourea [Axel 22-S, 2-mercaptoimidazoline manufactured by Kawaguchi Chemical Industry Co., Ltd.]
Accelerator DT: 1,3-di-o-tolylguanidine [Suncella DT manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd., guanidine-based accelerator]
Sulfur-based cross-linking agent: Sulfur with 5% oil [manufactured by Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd.]
Accelerator DM: Di-2-benzothiazolyl disulfide [Noxeller DM manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd., thiazole-based accelerator]
Accelerator TS: Tetramethylthiuram Monosulfide [Sunceller TS manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd., thiuram-based accelerator]
(Manufacturing of developing rollers)
The prepared rubber composition is supplied to an extruder, extruded into a tubular shape having an outer diameter of φ20.0 mm and an inner diameter of φ7.0 mm, mounted on a temporary shaft for cross-linking, and placed in a vulcanization can at 160 ° C. × 1. Cross-linked for hours.
次いで、架橋させた筒状体を、外周面に導電性の熱硬化性接着剤(ポリアミド系)を塗布した外径φ7.5mmの金属シャフトに装着し直して、オーブン中で160℃に加熱して当該金属シャフトに接着させた。
そして両端を整形し、次いで外周面を、円筒研磨機を用いてトラバース研磨したのち、鏡面研磨により外径がφ20.00mm(公差0.05)になるように仕上げて、シャフトと一体化されたローラ本体を形成して、現像ローラを製造した。
Next, the crosslinked tubular body is reattached to a metal shaft having an outer diameter of φ7.5 mm coated with a conductive thermosetting adhesive (polyamide type) on the outer peripheral surface, and heated to 160 ° C. in an oven. And adhered to the metal shaft.
Then, both ends were shaped, and then the outer peripheral surface was traverse-polished using a cylindrical grinding machine, and then mirror-polished to finish the outer diameter to φ20.00 mm (tolerance 0.05) and integrated with the shaft. A developing roller was manufactured by forming a roller body.
〈実施例2−2〉
シリコーン系共重合体として、東レ・ダウコーニング(株)製のBY27−202H〔樹脂:LDPE、シリコーン含有量:60%〕を同量配合したこと以外は実施例2−1と同様にしてゴム組成物を調製し、現像ローラを製造した。
〈実施例2−3〉
シリコーン系共重合体として、東レ・ダウコーニング(株)製のBY27−201〔樹脂:PP、シリコーン含有量:40%〕を同量配合したこと以外は実施例2−1と同様にしてゴム組成物を調製し、現像ローラを製造した。
<Example 2-2>
The rubber composition was the same as in Example 2-1 except that the same amount of BY27-202H [resin: LDPE, silicone content: 60%] manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd. was blended as the silicone-based copolymer. A product was prepared and a developing roller was manufactured.
<Example 2-3>
The rubber composition was the same as in Example 2-1 except that the same amount of BY27-201 [resin: PP, silicone content: 40%] manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd. was blended as the silicone-based copolymer. A product was prepared and a developing roller was manufactured.
〈実施例2−4〉
シリコーン系共重合体として、日信化学工業(株)製のシャリーヌR−170S〔シリコーン含有量:70%、球形、平均粒径30μm、一次粒子径:0.2〜0.3μm〕を同量配合したこと以外は実施例2−1と同様にしてゴム組成物を調製し、現像ローラを製造した。
<Example 2-4>
As a silicone-based copolymer, the same amount of Charine R-170S [silicone content: 70%, spherical, average particle size 30 μm, primary particle size: 0.2 to 0.3 μm] manufactured by Nisshin Chemical Industry Co., Ltd. A rubber composition was prepared in the same manner as in Example 2-1 except that the mixture was blended, and a developing roller was manufactured.
〈実施例2−5、2−6、2−7〉
シリコーン系共重合体としての、東レ・ダウコーニング(株)製のBY27−202H〔樹脂:LDPE、シリコーン含有量:60%〕の配合割合を、ゴムの総量100質量部あたり1質量部(実施例2−5)、30質量部(実施例2−6)、40質量部(実施例2−7)としたこと以外は実施例2−2と同様にしてゴム組成物を調製し、現像ローラを製造した。
<Examples 2-5, 2-6, 2-7>
The blending ratio of BY27-202H [resin: LDPE, silicone content: 60%] manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd. as a silicone-based copolymer is 1 part by mass per 100 parts by mass of the total amount of rubber (Example). 2-5), 30 parts by mass (Example 2-6), 40 parts by mass (Example 2-7), except that the rubber composition was prepared in the same manner as in Example 2-2, and the developing roller was used. Manufactured.
〈実施例2−8〉
ゴムとして、GECO〔日本ゼオン(株)製のHYDRIN T3108〕80質量部と、SBR〔JSR(株)製のJSR1502、乳化重合法、非油展〕20質量部の2種を用いたこと以外は実施例2−2と同様にしてゴム組成物を調製し、現像ローラを製造した。
〈比較例2−1〉
シリコーン系共重合体を配合しなかったこと以外は実施例2−1と同様にしてゴム組成物を調製し、現像ローラを製造した。
<Example 2-8>
Except for using 80 parts by mass of GECO [HYDRIN T3108 manufactured by Nippon Zeon Corporation] and 20 parts by mass of SBR [JSR1502 manufactured by JSR Corporation, emulsion polymerization method, non-oil development] as rubber. A rubber composition was prepared in the same manner as in Example 2-2, and a developing roller was manufactured.
<Comparative Example 2-1>
A rubber composition was prepared in the same manner as in Example 2-1 except that a silicone-based copolymer was not blended, and a developing roller was manufactured.
〈比較例2−2〉
シリコーン系共重合体に代えて、黒鉛〔日本黒鉛工業(株)製のUP−5N、薄片状〕を同量配合したこと以外は実施例2−1と同様にしてゴム組成物を調製し、現像ローラを製造した。
〈比較例2−3〉
黒鉛の配合割合を、ゴムの総量100質量部あたり30質量部としたと以外は比較例2−2と同様にしてゴム組成物を調製し、現像ローラを製造した。
<Comparative Example 2-2>
A rubber composition was prepared in the same manner as in Example 2-1 except that the same amount of graphite [UP-5N manufactured by Nippon Graphite Industry Co., Ltd., flaky] was blended in place of the silicone-based copolymer. A developing roller was manufactured.
<Comparative Example 2-3>
A rubber composition was prepared in the same manner as in Comparative Example 2-2 except that the blending ratio of graphite was 30 parts by mass per 100 parts by mass of the total amount of rubber, and a developing roller was manufactured.
〈比較例2−4〉
シリコーン系共重合体に代えて、二硫化モリブデン〔住鉱潤滑剤(株)製のモリパウダーPS〕を同量配合したこと以外は実施例2−1と同様にしてゴム組成物を調製し、現像ローラを製造した。
〈比較例2−5〉
二硫化モリブデンの配合割合を、ゴムの総量100質量部あたり30質量部としたと以外は比較例2−4と同様にしてゴム組成物を調製し、現像ローラを製造した。
<Comparative Example 2-4>
A rubber composition was prepared in the same manner as in Example 2-1 except that the same amount of molybdenum disulfide [Molybdenum PS manufactured by Sumiko Lubricant Co., Ltd.] was blended in place of the silicone-based copolymer. A developing roller was manufactured.
<Comparative Example 2-5>
A rubber composition was prepared in the same manner as in Comparative Example 2-4 except that the blending ratio of molybdenum disulfide was 30 parts by mass per 100 parts by mass of the total amount of rubber, and a developing roller was manufactured.
〈加工性評価〉
実施例、比較例において、ゴム組成物を押出成形して形成した筒状体の、外周面の押出肌を観察して、荒れが見られなかったものを良好(○)、荒れが見られたものを不良(×)として評価した。
〈実機試験〉
トナーを収容したトナー容器、感光体、および感光体と接触させた現像ローラを備え、レーザープリンタの本体に着脱自在とされた新品のカートリッジ〔ブラザー工業(株)製〕の、純正の現像ローラに代えて、実施例、比較例で製造した現像ローラを組み込んだ。
<Evaluation of workability>
In Examples and Comparative Examples, the extruded skin of the outer peripheral surface of the tubular body formed by extrusion molding of the rubber composition was observed, and the one in which no roughness was observed was good (○), and roughness was observed. Those were evaluated as defective (x).
<Actual machine test>
A genuine developing roller of a new cartridge [manufactured by Brother Industries, Ltd.] that is equipped with a toner container containing toner, a photoconductor, and a developing roller in contact with the photoconductor, and is removable from the main body of the laser printer. Instead, the developing rollers manufactured in Examples and Comparative Examples were incorporated.
そして組み立てたカートリッジをレーザープリンタ〔ブラザー工業(株)製のHL−6180D〕に装填して、温度23±1℃、相対湿度55±1%の環境下、普通紙に5%濃度の画像を6500枚連続して形成し、形成した6500枚の画像に、1枚でもガサつき、濃度ムラ、または縦スジ状の濃度ムラの不良が見られたものを不良(×)、全く見られなかったものを良好(○)と評価した。 Then, the assembled cartridge was loaded into a laser printer [HL-6180D manufactured by Brother Industries, Ltd.], and an image having a 5% density was printed on plain paper in an environment of a temperature of 23 ± 1 ° C. and a relative humidity of 55 ± 1%. 6500 images formed in succession, even one image with roughness, density unevenness, or vertical streak-like density unevenness was found as defective (x), and none was seen at all. Was evaluated as good (○).
また6500枚目の形成画像の、黒ベタ部の濃度を、反射濃度計〔エックスライト(X−Rite)社製のモデル939〕を用いて測定して、下記の基準で濃度を評価した。
○:濃度は1.3以上であった。良好。
△:濃度は1.2以上、1.3未満であった。中間レベル。
×:濃度は1.2未満であった。不良。
Further, the density of the solid black portion of the 6500th formed image was measured using a reflection densitometer [Model 939 manufactured by X-Rite Co., Ltd.], and the density was evaluated according to the following criteria.
◯: The concentration was 1.3 or more. Good.
Δ: The concentration was 1.2 or more and less than 1.3. Intermediate level.
X: The concentration was less than 1.2. Bad.
さらに、6500枚の画像形成後にカートリッジを観察して、下記の基準でトナーの漏れを評価した。
○:トナーの漏れは見られなかった。良好。
×:トナーの漏れが見られた。不良。
以上の結果を表8〜表10に示す。
Further, after forming 6500 images, the cartridge was observed and toner leakage was evaluated according to the following criteria.
◯: No toner leakage was observed. Good.
X: Toner leakage was observed. Bad.
The above results are shown in Tables 8 to 10.
表8〜表10の実施例2−1〜2−8、比較例2−1〜2−5の結果より、従来の固体潤滑剤である黒鉛や二硫化モリブデンに代えて、ゴムと相溶する前述した少なくとも1種の樹脂を構成する繰り返し単位を分子中に含むシリコーン系共重合体を配合することによって、現像ローラのローラ本体の、外周面の摩擦係数を大きく低減して、形成画像にガサつき、濃度ムラ、縦スジ状の濃度ムラ等が生じるのを抑制できるとともに、トナーの漏れが発生するのを抑制できることが判った。 From the results of Examples 2-1 to 2-8 and Comparative Examples 2-1 to 2-5 in Tables 8 to 10, the conventional solid lubricants are compatible with rubber instead of graphite or molybdenum disulfide. By blending a silicone-based copolymer containing a repeating unit constituting at least one of the above-mentioned resins in the molecule, the friction coefficient of the outer peripheral surface of the roller body of the developing roller is greatly reduced, and the formed image is rough. It was found that it is possible to suppress the occurrence of uneven density, vertical streak-like density unevenness, and the like, and it is possible to suppress the occurrence of toner leakage.
また、特に実施例2−1、2−5〜2−7の結果より、ゴム組成物の良好な加工性を維持して上記の効果をより一層向上するとともに、形成画像の濃度の低下を抑制することを考慮すると、上記シリコーン系共重合体の配合割合は、ゴムの総量100質量部に対して1質量部以上であるのが好ましく、40質量部以下、特に30質量部以下であるの好ましいことが判った。 Further, particularly from the results of Examples 2-1 and 2-5 to 2-7, the good processability of the rubber composition is maintained to further improve the above-mentioned effect, and the decrease in the density of the formed image is suppressed. In consideration of the above, the blending ratio of the silicone-based copolymer is preferably 1 part by mass or more, and more preferably 40 parts by mass or less, particularly 30 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the total amount of rubber. It turned out.
1 半導電性ローラ
2 ローラ本体
3 通孔
4 シャフト
5 外周面
1
Claims (4)
ポリプロピレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレン−アクリル酸エチル共重合樹脂、エチレン−メタクリル酸メチル共重合樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、および(メタ)アクリル酸アルキルエステル共重合物からなる群より選ばれた少なくとも1種の樹脂を構成する繰り返し単位を分子中に含むシリコーン系共重合体、
を含むゴム組成物の架橋物からなるローラ本体を備えた半導電性ローラ。 Epichlorohydrin rubber and diene rubber as rubber, and
Polypropylene, low density polyethylene, linear low density polyethylene, ethylene-ethyl acrylate copolymer resin, ethylene-methyl methacrylate copolymer resin, ethylene-vinyl acetate copolymer resin, and (meth) acrylic acid alkyl ester copolymer A silicone-based copolymer containing a repeating unit constituting at least one resin selected from the group consisting of
A semi-conductive roller comprising a roller body comprising a crosslinked product of a rubber composition comprising.
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